(SKKN mới NHẤT) SKKN một số sai lầm khi giải bài toán lượng chất dư dành cho học sinh 8,9

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM MỘT SỐ SAI LẦM KHI GIẢI BÀI TOÁN LƯỢNG CHẤT DƯ DÀNH CHO HỌC SINH 8,9 PHẦN I ĐẶT VẤN ĐỀ Lí chọn đề tài Trong trình giảng dạy bồi dưỡng học sinh giỏi mơn hóa cho học sinh trung học sở, đối tượng làm quen với tốn hóa học Cho nên nhận thấy số tập số đề thi có nhiều giả thiết mà học sinh dễ bị nhầm lẫn suy luận, làm theo thói quen … dẫn đến giải sai Đối với mơn hóa học việc giải tập quan trọng, giúp học sinh tổng hợp, củng cố kiến thức lí thuyết học Tuy nhiên thời lượng dành cho rèn luyện giải tập ( Sau chương có tiết luyện tập dành cho lí thuyết tập ) Vì học sinh chưa thực nhuần nhuyễn việc khai thác lí thuyết để vận dụng vào làm tập Mặt khác rèn luyện cách làm tập cho học sinh việc cần thiết vận dụng để em làm tập chương trình học sau Trước thực tế nhằm giúp em nhận dạng được, phát số điểm mấu chốt tập, đề thi liên quan đến toán lượng chất dư, nên tơi đưa số ví dụ sai lầm mà học sinh thường mắc phải Để em áp dụng tốt kiến thức để giải thích hay trình bày tốn hóa học đầy đủ, trọn vẹn Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Đối tượng: học sinh lớp 8, trường trung học sở - Phạm vi nghiên cứu: Bài tốn lượng chất dư hóa học vơ trung học sở Mục tiêu, nhiệm vụ nghiên cứu - Mục tiêu nghiên cứu: Với mong muốn giúp cho học sinh tránh bẫy đề thi thuộc tập lượng chất dư mà em dễ mắc phải, đồng thời làm tăng khả năng, lực học hóa kích thích hứng thú học tập học sinh - Nhiệm vụ nghiên cứu: Với mục đích trên, đề tài đưa số ví dụ phân tích sai lầm học sinh thường mắc phải giải toán lượng chất dư Xây dựng giả thuyết nghiên cứu Qua q trình dạy học, tơi thấy học sinh thường khơng xác định lượng chất dư phản ứng hóa học làm tập Tơi nghĩ sai lầm học sinh thường mắc phải giải tập lượng chất dư hóa học vơ trung học sở không xác định lượng chất dư phản ứng hóa học Phương pháp nghiên cứu - Tổng kết kinh nghiệm sư phạm - Tìm hiểu thơng tin q trình dạy học, đúc rút kinh nghiệm thân qua năm học - Nghiên cứu đổi chương trình, phương pháp dạy học - Nghiên cứu sách giáo khoa hóa học 8, sách nâng cao phương pháp giải tập tốn dư Đóng góp mặt khoa học đề tài download by : skknchat@gmail.com Đề tài đưa số giải pháp trình dạy học tốn lượng chất dư giúp học sinh học tốt Đã đưa ý kiến tạo điều kiện tốt cho việc học tập học sinh Từ thực tiễn dạy học thấy thực trạng học sinh học phần việc cần thiết giải tập nói chung học tập hóa học PHẦN II GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ Cơ sở khoa học a Cơ sở lí luận Theo trung tâm từ điển học, sai lầm trái với yêu cầu khách quan, lẽ phải dẫn đến hậu không hay Trong giáo dục I A Konmenky khẳng định: “ Bất kì sai lầm làm cho học sinh giáo viên khơng ý đến sai lầm đó, cách hướng dẫn học sinh nhận sữa chữa, khắc phục sai lầm” b Cơ sở thực tiễn Quá trình giảng dạy nhận thấy, việc giải tốn hóa học lượng chất dư học sinh trung học sở cịn gặp nhiều khó khăn, lúng túng, không xác định điểm mấu chốt vấn đề dẫn đến dễ bị sai giải Thực trạng Kết kiểm tra lớp 8b làm kiểm tra sử dụng toán lượng chất dư Loại G K Tb Y Tỉ lê(%) 20 60 20 Qua nhận xét kiểm tra học sinh rút nguyên nhân dẫn đến sai lầm: Không xác định điểm mấu chốt vấn đề, sai lầm cách hiểu vận dụng lí thuyết giải tập, Đọc khơng kĩ đề dẫn đến hiểu nhầm kiến thức, không xác định nội dung tập, Khơng xét hết trường hợp dẫn đến thiếu nghiệm Từ tơi thấy, việc cần thiết sai lầm mà em thường mắc phải để em đưa phương pháp giải thích hợp Giải pháp + Đọc kĩ đề trước làm + Tóm tắt đề gạch chân nội dung quan trọng có đề Từ áp dụng phương pháp giải phù hợp để giải vấn đề nêu + Nắm lí thuyết, hiểu rõ chất vấn đề + Nội dung nghiên cứu: Sai lầm: “Không xác định lượng chất dư phản ứng hóa học” Đối với học sinh lớp a Xác định lượng chất dư dựa vào chất tham gia Ví dụ 1: Cho 5,4 gam nhơm vào dung dịch có chứa 32,85 gam axit clohidric thu V lít khí điều kiện tiêu chuẩn a) Viết phương trình hóa học b) Tính V  Nhận xét: Đây toán đơn giản, thường gặp lớp Tuy nhiên download by : skknchat@gmail.com em làm quen với mơn hóa chưa nhiều, đặc biệt tập Vì gặp nhiều em tính V dựa vào nhơm axit clohidric cách ngẫu nhiên mà không lập tỉ lệ so sánh để xác định chất phản ứng hết chất dư từ dựa vào lượng chất phản ứng hết để tính V Dẫn đến giải sai * Học sinh giải: Số mol Al= ( mol) ; Số mol HCl = (mol) a) Phương trình hóa học: Al + HCl AlCl3 + H2 (*) b) Theo phương trình hóa học (*): Theo ta có: Vậy Hoặc : Theo phương trình hóa học (*): Mà Vậy  Nhận xét: Câu a học sinh làm Câu b giải không Khi đồng thời cho hai lượng chất tham gian phản ứng, phải hiểu toán rơi vào tình sau: a) Hai lượng chất cho tác dụng vừa hết, sau kết thúc không lượng dư chất tham gia phản ứng Để tính lượng sản phẩm thu được, dùng hai lượng cho để tính tốn b) Khi phản ứng kết thúc, hai lượng chất ban đầu cịn dư Để tính lượng sản phẩm thu được, phải dùng lượng chất ban đầu phản ứng hết để tính tốn, khơng tính theo lượng chất kia, chất dư sau phản ứng *Lời giải câu b: Theo phương trình hóa học (*) ta có tỉ lệ: Nên axit dư Nên ta tính thể tích khí hidro tạo dựa vào Al Theo phương trình hóa học (*): Theo ta có: Vậy = 0,3 22,4 = 6, 72 (l) Ví dụ Đun nóng 16,8 gam bột sắt 6,4 gam bột lưu huỳnh (khơng có khơng khí) thu chất rắn A Hịa tan A HCl dư khí B Cho khí B chậm download by : skknchat@gmail.com qua dung dịch Pb(NO3)2 tách kết tủa D màu đen Các phản ứng xảy với hiệu suất 100% a Viết phương trình hóa học để biết A, B, D gì? b Tính thể tích khí B (đktc) khối lượng kết tủa D * Học sinh giải sau: a Phương trình hóa học: Fe + S FeS (1) A: FeS FeS + 2HCl FeCl2 + H2S (2) B: H2S H2S + Pb(NO3)2 PbS + 2HNO3.(3) D: PbS b Có em giải: Từ phương trình (1) (2) ta có: = nFeS = nFe nB = 0,3 (mol) Thể tích khí B điều kiện tiêu chuẩn là: VB = 0,3 22,4 = 6,72 (l) Có em lại giải: Từ phương trình (1) (2) ta có: = nFeS = nS nB = 0,2 (mol) Thể tích khí B điều kiện tiêu chuẩn là: VB = 0,2 22,4 = 4,48 (l) * Nhận xét: Câu a học sinh làm sai khơng xét đến trường hợp có chất dư sau phản ứng, A thiếu Fe dư, B thiếu H2 Câu b sai: + Từ câu a sai dẫn đến câu b sai + Ngay cách giải câu b không xác định lượng chất dư trước tính tốn * Lời giải đúng: a Phương trình hóa học: Fe + S FeS (1) Ta có tỉ lệ: Fe dư Vậy chất rắn A gồm: FeS Fe dư Cho A + HCl: Phương trình hóa học: FeS + 2HCl FeCl2 + H2S (2) Fe + 2HCl FeCl2 + H2 (3) Vậy khí B gồm: H2S H2 Cho B + Pb(NO)3 có H2S phản ứng Phương trình hóa học: H2S + Pb(NO3)2 PbS + 2HNO3 (4) Vậy kết tủa D PbS b Vì Fe dư ta tính được: Theo phương trình (1) nFepu = nS = 0,2 (mol) nFedu = 0,3 – 0,2 = 0,1 (mol) Theo phương trình (1) (2) ta có: Theo phương trình (1) (3) ta có: download by : skknchat@gmail.com Theo phương trình (4) * Một số tập tương tự: Bài tập 1: Cho 2,24 gam sắt vào dung dịch chứa 1,825 gam axit clohidric (HCl) Tính thể tích hidro thu điều kiện tiêu chuẩn Đáp số: = 4,5 gam Bài tập 2: Tính số gam nước thu cho 8,4 lit khí hidro tác dụng với 2,8 lit khí oxi ( thể tích khí đo điều kiện tiêu chuẩn) Đáp số: = 4,5 gam Bài tập 3: Cho 28,4 gam điphotpho pentaoxit (P2O5) vào cốc chứa 90 gam nước để tạo thành axit photphoric (H3PO4) Tính khối lượng axit photphoric tạo thành Đáp số: = 32,9 gam Bài tập 4: Đốt cháy 10 cm3 khí hidro 10 cm3 khí oxi Tính thể tích chất khí cịn lại sau phản ứng Đáp số: cm3 khí oxi b Xác định lượng chất dư dựa vào sản phẩm Những toán xác định lượng chất dư biết lượng hai chất tham gia Ví dụ sau đề cập loại toán xác định lượng chất dư dựa vào sản phẩm phản ứng Ví dụ 1. Người ta đốt cháy S bình chứa 10 gam O Sau phản ứng người ta thu 12,8 gam khí SO2 Tính khối lượng S cháy * Học sinh giải sau: t0 Phương trình hóa học: S + O2 SO2 (*) Số mol oxi là: Theo phương trình hóa học (*): nS = nO2 nS = 0,3125 (mol) Khối lượng lưu huỳnh cháy là: 0,3125.32 = 10 (g) * Nhận xét: Học sinh giải sai em quên kiện SO biết Trong trường hợp oxi hết dư nên ta tính khối lượng S dựa vào SO ( chất sản phẩm) * Lời giải đúng: Theo ra: nSO2 = Theo phương trình hóa học (*): nS = nSO2 nS = 0,2 (mol) Khối lượng S cháy: 0,2.32 = 6,4 (g) Khi thay đổi kiện ta có tốn sau: Ví dụ 2: Hịa tan vừa đủ 13 (g) kim loại kẽm ( Zn) 100 ml dung dịch axit clohidric ( HCl) Khí sinh dẫn qua ống sứ chứa đồng (II) oxit (CuO) nung nóng Sau phản ứng, lấy tồn chất rắn ống sứ cân 16,8 (g) download by : skknchat@gmail.com a) Tính CM dung dịch HCl b) Tính khối lượng CuO trước phản ứng * Học sinh giải sau: Phương trình hóa học: Zn + HCl ZnCl2 + H2 (1) H2 + CuO Cu + H2O (2) Đổi 100ml = 0,1 (l) a) Theo : Theo phương trình (1) Nồng độ mol dung dịch axit HCl : CM = b) Theo : Theo phương trình (2) : mCuO = 0,2625.80 = 21 (g) Nhận xét: Câu a học sinh làm Câu b học sinh làm sai Vì em quên kiện lượng H2 biết * Lời giải câu b: Theo phương trình (1) : Theo phương trình (2) : Lượng đồng tối đa tạo : khối lượng đồng tối đa tạo : Nhỏ 16,8 (g) Kết luận: Chất rắn sau phản ứng Cu tạo cịn có CuO dư, nghĩa H phản ứng hết Do : = 16,8 – 12,8 = (g) ban đầu = 16 + = 20 (g) Một số tập: Bài tập 1: Trong phịng thí nghiệm, người ta dùng hidro để khử 0,1 mol sắt (III) oxit (Fe2O3) thu 11,2 gam sắt Tính thể tích hidro tiêu thụ Bài tập 2: Cho mạt sắt vào dung dịch chứa 0,2 mol H 2SO4 loãng Sau thời gian, bột sắt tan hoàn toàn người ta thu 1,68 lit khí hidro điề kiện tiêu chuẩn a Tính khối lượng mạt sát phản ứng b Để có lượng sắt tham gia phản ứng trên, người ta phải dùng gam sắt (III) oxit tác dụng với hidro Đáp số: a mFe = 4,2 (gam) b = (gam) Bài tập 3: Đốt cháy 1,62 gam kim loại nhơm thu 2,04 gam oxit Al 2O3 Tính thể tích oxi điều kiện tiêu chuẩn tham gia phản ứng đốt cháy Đáp số: = 0,672 (lít) c Xác định lượng chất dư có kết hợp chất tham gia chất sản phẩm download by : skknchat@gmail.com Ví dụ: Cho 200 (g) dd BaCl2 10,4 % , tác dụng hết với m (g) dung dịch Na 2SO4 10% Sau phản ứng lọc bỏ kết tủa cô cạn dd thu 13,12 (g) chất rắn khan Tính m * Học sinh giải sau: Phương trình hóa học: BaCl2 + Na2SO4 BaSO4 + NaCl (*) Theo ra: Theo phương trình hóa học (*): Nếu giải học sinh bỏ qua kiện 13,12 (g) * Có em lại giải: Phương trình hóa học Theo lượng muối khan NaCl Như học sinh lại bỏ qua kiện 200 (g) dung dịch BaCl2 10,4 % Kết khác sai * Cách giải đúng: Phương trình hóa học: BaCl2 + Na2SO4 BaSO4 + NaCl (*) Kết tủa BaSO4 , Chất rắn NaCl có Na2SO4 Theo : Theo phương trình hóa học (*): số mol NaCl tối đa tạo = số mol BaCl = 2.0,1 = 0,2 (mol) Khối lượng NaCltối đa = 0,2.58,5 = 11,7(g) 0, y > ) Đặt m = 100 (g) mơxit = 135 (g) Theo phương trình hóa học (2), (3) ta có: Giải được: x = 1,3 ; y = 0,57 Thành phần phần % khối lượng Cu hỗn hợp B là: Sau toán liên quan đến chất dư hỗn hợp Ví dụ 2: Cho 8,4 (g) hỗn hợp Mg Zn tác dụng với 7,3 (g) HCl thu 11,55 (g) hỗn hợp muối, 2,24 (l) khí đktc Hãy tính khối lượng kim loại tham gia phản ứng * Học sinh giải: Phương trình hóa học: Mg + 2HCl MgCl2 + H2 (1) Zn + 2HCl ZnCl2 + H2 (2) Ta có: download by : skknchat@gmail.com Gọi x, y số mol Mg, Zn Với x > 0, y > Theo phương trình hóa học (1), (2) ta có hệ phương trình sau: khơng thỏa mãn * Nhận xét: Cách giải chứng minh hỗn hợp kim loại phản ứng hết Đối với dạng rơi vào trường hợp sau: + Hỗn hợp kim loại hết, axit hết dư giải + Hỗn hợp kim loại dư, axit hết phải kết hợp định luật bảo tồn khối lượng * Lời giải đúng: Theo ra: Phương trình hóa học: Mg + 2HCl MgCl2 + H2 (1) Zn + 2HCl ZnCl2 + H2 (2) Gọi x, y số mol Mg, Zn tham gia phản ứng Với x > 0, y > Giả sử hỗn hợp kim loại hết ta có: Mà theo ( vơ lí) Hỗn hợp kim loại dư, axit hết Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có: Thay số: = 11,55 + 0,2 – 7,3 = 4,45 (g) Từ ta lập hệ phương trình sau: Khối lượng kim loại tham gia phản ứng là: = 0,05.24 = 1,2 (g) = 0,05.65 = 3,25 (g) Ví dụ 2: Cho (g) hỗn hợp kim loại Mg, Fe vào 0,7 mol HCl Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu 22,2 (g) hỗn hợp muối khan Tính thể tích H sinh điều kiện tiêu chuẩn * Học sinh giải Phương trình hóa học: Mg + 2HCl MgCl2 + H2 (1) Fe + 2HCl FeCl2 + H2 (2) download by : skknchat@gmail.com Theo phương trình hóa học (1), (2) ta có: * Nhận xét: Học sinh mắc sai lầm tương tự ví dụ 5, tốn có khác Kết axit hết Bài toán rơi vào trường hợp: + Axit hết hỗn hợp kim loại hết dư + Axit dư * Lời giải đúng: Gọi x, y số mol Mg, Fe hỗn hợp ban đầu Với x > 0, y > Ta có: 0,14 < x + y < 0,34 Giả sử hỗn hợp kim loại hết pư = 2( x + y ) 0,28 < ( x + y ) < 0,68 Mà axit dư, hỗn hợp kim loại hết Vậy: pư = muối = 0,7 (mol) > 0,68 Nên = 22,2 – = 14,2 (g) Theo phương trình hóa học (1), (2) Một số tập: Bài tập 1: Cho 0,445 (gam) hỗn hợp Zn Mg vào lọ chứa 100 ml dung dịch H2SO4 0,2 M Tính khối lượng kim loại hỗn hợp ban đầu Biết sau phản ứng hoàn tồn, thu 0,224 lit khí H2 điều kiện tiêu chuẩn Đáp số: mMg = 0,12 (gam) mZn = 0,325 (gam) Bài tập 2: 6,8 gam hỗn hợp Fe CuO tan 100 ml axit HCl, tạo dung dịch A 224 ml khí B điều kiện tiêu chuẩn lọc chất rắn D nặng 2,4 gam Ví dụ 3: Cho 200 (g) dd BaCl2 10,4 % , tác dụng hết với m (g) dung dịch Na 2SO4 10% Sau phản ứng lọc bỏ kết tủa cô cạn dd thu 13,12 (g) chất rắn khan Tính m * Học sinh giải sau: Phương trình hóa học: BaCl2 + Na2SO4 BaSO4 + NaCl (*) Theo ra: Theo phương trình hóa học (*): 10 download by : skknchat@gmail.com Nếu giải học sinh bỏ qua kiện 13,12 (g) * Có em lại giải: Phương trình hóa học Theo lượng muối khan NaCl Như học sinh lại bỏ qua kiện 200 (g) dung dịch BaCl2 10,4 % Kết khác sai * Cách giải đúng: Phương trình hóa học: BaCl2 + Na2SO4 BaSO4 + NaCl (*) Kết tủa BaSO4 , Chất rắn NaCl có Na2SO4 Theo : Theo phương trình hóa học (*): số mol NaCl tối đa tạo = số mol BaCl = 2.0,1 = 0,2 (mol) Khối lượng NaCltối đa = 0,2.58,5 = 11,7(g)